SURVEY RESISTIVITAS GEOLISTRIK UNTUK PENILAIAN KESTABILAN LERENG PERBUKITAN

ISBN 978-979-792-675-5

SURVEY RESISTIVITAS GEOLISTRIK UNTUK PENILAIAN KESTABILAN LERENG PERBUKITAN Nur Islami Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Keguruan Dan Ilmu Pendidikan, Universitas Riau Jl. Bina Widya, Panam, Pekanbaru, 28293, Indonesia Email: [email protected] ABSTRAK Penyelidikan stabilitas lereng menggunakan resistivitas geolistrik dan analisis sifat-sifat tanah metode dilakukan di daerah perbukitan dekat Fakultas Ilmu Alam di Universitas Malaya. Data resistivitas diukur menggunakan ABEM Terrameter SAS 4000 dengan konfigurasi Wenner. Data mentah diolah menggunakan software RES2DINV. Pengukuran resistivitas permukaan secara langsung digunakan untuk mendapatkan korelasi dengan litologi karena tidak ada data lubang bor di sana. Distribusi ukuran partikel tanah ditentukan dengan menggunakan analisis hidrometer untuk menentukan persentase pasir, lumpur dan tanah liat dalam tanah. Profil resistivitas menunjukkan kedalaman maksimum 6 m dengan jarak elektroda hanya 1,5 m dan panjang bentangan 60 m. Nilai resistivitas tanah berair berkisar 20-500 Ωm, tanah kering 500-2500 Ωm, phyllite lapuk antara 25005000 Ωm dan phyllite segar atau struktur buatan manusia lebih dari 5000 Ωm. Profil resistivitas menunjukkan bahwa resistivitas bawah permukaan didominasi oleh tanah dengan nilai resistivitas yang relatif rendah di dekat permukaan. Daerah penelitian dianggap sebagai lereng yang tidak stabil yang memiliki kemungkinan tinggi gerakan massa tanah karena air dapat mengalir lebih mudah dalam zona itu. Kata kunci: Geolistrik resistivitas, Lereng, Properti tanah ABSTRACT The investigation of slope stability using geoelectrical resistivity and soil properties analysis methods were carried at the hilly area near Faculty of Science in University of Malaya. The resistivity data was measured using ABEM Terrameter SAS4000 with Wenner array configuration. The raw data was processed using RES2DINV software. Direct surface resistivity measurements was used to correlate with the lithology since there was no borehole data there. The particle size distribution was determined using hydrometer analysis in order to find the percentage of sand, silt and clay within the soil. The pseudo profile shows maximum depth of 6 m since the electrode spacing is only 1.5 m and the length of the line extend to 60 m. The resistivity value of moisture soil is ranging from 20 to 500 Ωm, dry soil is 500 to 2500 Ωm, weathered phyllite is between 2500 to 5000 Ωm and fresh phyllite or man-made structure is more than 5000 Ωm. The resistivity profile shows that the subsurface resistivity is mainly dominated by soil with relatively low resistivity value at the near surface. The study area is considered as the unstable slope which has high possibility of mass movement as the water can flow easier in that zone. Key words: Geoelectrical resistivity, Slope, Soil Properties

432

Prosiding Seminar Nasional “Pelestarian Lingkungan & Mitigasi Bencana” Pekanbaru, 28 Mei 26

ISBN 978-979-792-675-5

PENDAHULUAN Gerakan tanah merupakan perpindahan massa tanah ataupun batuan pada arah tegak, mendatar atau miring dari kedudukan semula. Gerakan tanah mencakup gerak rayapan dan aliran maupun longsoran. Kelompok utama gerakan tanah (mass movement) terdiri atas rayapan (creep) dan longsoran (landslide) yang dibagi lagi menjadi subkelompok gelinciran (slide), aliran (flows), jatuhan (fall) dan luncuran (slip). Berdasarkan definisi dan klasifikasi longsoran (Varnes, 1978) maka disimpulkan bahwa gerakan tanah (mass movement) adalah gerakan perpindahan atau gerakan lereng dari bagian atas atau perpindahan massa tanah maupun batu pada arah tegak, mendatar atau miring dari kedudukan semula (Norris et al, 2008). Pada daerah bertopograpi miring, gerakan tanah ini sangatlah dikhawatiri, karena dapat mengakibatkan kerugian harta benda bahkan dapat menimbulkan korban jiwa (Wasantha et al, 2016; Sina et al, 2014). Longsoran ataupun gerakan tanah lainnya di lereng perbukitan adalah masalah utama pada pemukiman yang berbukit atau pun pada zona lereng di dalam laut (Mingjing et al, 2015). Hal ini perlu menjadi perhatian yang utama bagi semua pihak untuk di beri perhatian. Untuk itu perlu dilakukan kajian awal sebelum longsor itu terjadi untuk meneliti apakah lereng tersebut bisa dikatakan stabil atau pun kurang stabil, apakah lereng tersebut berpotensi untuk terjadinya longsor atau tidak. Untuk menganalisa kestabilan lereng diperlukan ilmu analisa sifat fisika tanah, kekuatan tanah dan analisa kemiringan (Juergen et al, 2015). Diantara publikasi yang memaparkan analisa kekuatan tanah dan hubungannya dengan kestabilan lereng telah di laporkan oleh Hakan et al, (2013) dan Boo-Seong et al, (2016). Mereka menggunakan pulsa ultrasonik untuk menentukan kekuatan tanah, sedangkan Alba et al (2014) menggunakan teknik DInSAR untuk mengevaluasi pergerakan tanah. Pada penelitian ini, tujuan yang hendak dicapai adalah untuk menilai dan menentukan kestabilan lereng dengan menggunakan metode geolistrik sebagai mitigasi awal bencana longsor. Area penelitian adalah perbukitan di belakang Fakulti Sains Universiti Malaya, Malaysia. Perbukitan ini adalah berbatuan dasar yang tersusun dari metasedimen. Pada zona zona tertentu, batuan sedimen tersingkap di permukaan. Telah dicatat ada beberapa kali longsor terjadi di perbukitan ini. METODE Pada penelitian ini, dilakukan salah satu survey Geofisika, yaitu survey geolistrik untuk melihat kestabilan lereng pada perbukitan di sekitar Fakulty Sains, University Malaya. Prinsip kerja dari geoloistrik ini adalah dengan menentukan sifat kelistrikan (resistivitas) bahan penyusun bawah permukaan. Resistivitas adalah ukuran kemampuan bahan untuk mengalirkan arus. Setiap bahan memiliki nilai resistivitas tersendiri. Misalnya batuan yang sangat padat dan memiliki porositas yang sangat kecil akan memiliki resistivitas yang tinggi di bandingkan dengan batuan relatif lunak dan yang berpori banyak (Islami, 2010). Batuan pasir ketika porinya diisi oleh udara akan memiliki resistivitas tinggi jika di bandingkan di isi dengan air, maka resistivitasnya akan drastik turun. Dengan kata lain, resistivitas adalah kemampuan material mengantarkan arus listrik. Peralatan utama yang digunakan adalah Abem Terrameter SAS 400 (Gambar 1). Prinsip kerja alat ini adalah dengan mengalirkan alur listrik melalui elektroda yang di

433


ISBN 978-979-792-675-5

tancapkan kedalam tanah. Elektroda lainnya digunakan untuk menerima arus dari bawah permukaan. Sedangkan dua elektroda lainnya digunakan untuk mengukur beda potensial. Arus yang mengalir dan beda potensial antara dua titik kemuain di catat, jika susunan elektrodanya (konfigurasi) di ketahui, maka resistivitas semu dari bahan material akan di ketahui. Pada penelitian ini di gunakan konfigurasi Wenner, dengan alasan, Wenner memiliki kekuatan sinyal yang lebih dibandingkan dengan konfigurasi lainnya (Islami dkk 2012; Khaki dkk 2014). Setelah data rsistivitas semu didapatkan, data ini diolah untuk mendapatkan resistivitas sebenarnya dengan menggunakan pemodelan inversi. Software Res2Dinv di gunakan untuk mendapatkan model resistivitas bawah permukaan sebenarnya, yang mana pada model ini, resistivitas ditampilkan dalam bentuk kontur yang bewarna. Pegukuran langsung resistivitas pada batuan singkapan dan juga tanah diatas permukaan juga dilakukan untuk melihat nilai sebenarnya resistivitas batuan di area penelitian. Data ini sangat berguna untuk menginterpretasi data resistivitas yang ada nantinya, sehingga ambiguiti dalam interprestasi dapat di kurangi.

Gambar 1. Penyusunan elektroda dan alat ukur Abem SAS400 HASIL. Gambar 2 adalah resistivitas sebenarnya yang di peroleh dari penelitian ini. Data ini diperoleh dengan menggunakan spasi elektroda sebesar 1.5 m dengan jumlah total data adalah 190 data. Resistivitas semu pada penelitian ini telah di modelkan dalam 2D dengan mengikuti topograpi permukaan lereng area penelitian. Hasil ini di peroleh setelah melakukan 6 kali ietrasi . Tabel 1 adalah data resistiviti yang diperoleh dari pengukuran langsung pada batuan singkapan dan juga tanah yang berada pada bagian atas permukaan. Data pada tabel 1 ini akan digunakan untuk meng interprestasi model resistivitas pada Gambar 2.

434


ISBN 978-979-792-675-5

Resistivitas (Ohm.m) Gambar 2. Model resistivitas bawah permukaan

Tabel 1. Pengukuran langsung material batuan dan tanah Material Resistivitas (Ω.m) Tanah digenangi air 20-100 Tanah lembab 100-500 Tanah kering 500-2000 Meta-sediment quartzite dan phyllite lapuk 2000-5000 Meta-sediment quartzite and phyllite segar 5000-6100 Kongkrit bangunan 5000-6100

PEMBAHASAN Untuk mengurangi ambuigiti dalam menginterprestasi data resistivitas, maka digunakan data pengukuran langsung pada Tabel 1. Pada Gambar 2 terlihat adanya zona zona yang memiliki resistivitas tinggi (> 4000 ohm.m) di kedalam 2 m di bawah posisi 25.5 m. Zona ini di perkirakan adalah zona batuan meta-sedimen. Hal ini di konfirmasi dari data pengukuran langsung yang menunjukkan resistivitas untuk batuan meta-sedimen adalah mulai dari 2000 ohm.m. Pada zona permukaan di kaki lereng terlihat adanya resistivitas relativ tinggi (> 5000 ohm.m) yang mana ini adalah konkrit yang di buat pada kaki perbukitan. Secara umum, di bagian bawah, lereng perbukitan ini bisa dikatakan stabil karena tersusun dari bahan bahan yang relativ padat dan keras. Pada bagian atas, terlihat adanya zona zona yang memiliki resistivitas rendah (<800 ohm.m). Zona ini memungkin adanya zona batuan/tanah yang relativ lunak dan berpori (berdasarkan data pada Tabel 1). Zona ini sangatlah tidak stabil karena nona ini akan sangat berpeluang besar akan runtuh jika adanya air hujan yang masuk kedalam zona ini (karena berpori dan tidak padat), sehingga memungkinkan untuk longsor. Dengan di

435


ISBN 978-979-792-675-5

ketahuinya zona yang tidak stabil ini, maka akan memberikan informasi untuk tindak lanjut dalam rangka mitigasi bencana longsor di kemudian hari. KESIMPULAN Metoda geolistrik yang sifatnya tidak merusak yang digunakan pada penelitian ini terlihat sangat efektiv dalam menentukan zona zona batuan yang berpotensi untuk terjadinya longsor. Zona yang memiliki resistivitas tinggi merupakan zona batuan padat dan stabil sedangkan zona yang tidak stabil terindikasi dari rendahnya resistivitas bahan penyusunnya yang merupakan potensi adanya zona aliran air bawah permukaan. Masukknya air hujan pada zona lunak ini, sangat memungkinkan untuk terjadinya potensi longsor. UCAPAN TERIMAKASIH Ucapan terimakasih disampaikan kepada Lab. Geofisika Universiti Malaya (UM), dalam pengadaan peralatan pada penelitian ini. Ucapan terimakasih juga disampaikan kepada Prof Dr. Ismail Yusoff (Ketua Jurusan Geology UM) dan Dr Samsudin Taib atas kerjasama dan kolaborasi penelitian di berbagai bidang selama ini. DAFTAR PUSTAKA Alba Yerro, Jordi Corominas, Dani Monells, Jordi J. Mallorquí, 2014, Analysis of the evolution of ground movements in a low densely urban area by means of DInSAR technique, Engineering Geology, 170, Pages 52-65 Boo-Seong Park, Hyun Cho, Sung-Pill Youn, 2016, Analysis and evaluation of stability for the reactivated landslide along deep-seated weakness zones. International Journal of Geo-Engineering, 7; 3, online first Hakan A. Nefeslioglu, 2013, Evaluation of geo-mechanical properties of very weak and weak rock materials by using non-destructive techniques: Ultrasonic pulse velocity measurements and reflectance spectroscopy, Engineering Geology, 160, Pages 820 Islami, N, 2010, Geolectrical resistivity and hydrogeochemical contrast between the area that has been applied with fertilization for long duration and non-fertilization, ITB J. Eng Sci., Vol.42, No. 2, 2010, 151-165 Islami, N., Taib, S., Yusoff, I., Ghani, A.A., 2012, Integrated Geoelectrical Resistivity, Hydrogeochemical and Soil Properties Analysis Methods to Study Shallow Groundwater in the Agriculture Area, Machang, Malaysia, Environmental Earth Sciences. Volume 65, Issue 3 (2012), Page 699-712, (DOI 10.1007/s12665-0111117-6). Juergen Weichselgartner, Patrick Pigeon, 2015, The Role of Knowledge in Disaster Risk Reduction, International Journal of Disaster Risk Science, Volume 6, Issue 2, pp 107-116 Khaki, M., Yusoff, I., Islami, N., 2014, Groundwater quality assessment of a fresh water wetland in the Selangor (Malaysia) using electrical resistivity and chemical analysis. Water Science and Technology: Water Supply. 14(2), 255-264.

436


ISBN 978-979-792-675-5

Mingjing Jiang, Chao Sun, Giovanni B. Crosta, Wangcheng Zhang, 2015, A study of submarine steep slope failures triggered by thermal dissociation of methane hydrates using a coupled CFD-DEM approach, Engineering Geology, 190, Pages 1-16 Norris, J.E. et al., 2008, Slope Stability and Erosion Control: Ecotechnological Solutions, Springer Sina Keller, Andreas Atzl , 2014, Mapping Natural Hazard Impacts on Road Infrastructure—The Extreme Precipitation in Baden-Württemberg, Germany, June 2013, International Journal of Disaster Risk Science, Volume 5, Issue 3, pp 227241 Wasantha, P.G. Ranjith, Daniel R. Viete, 2016, Hydro-mechanical behavior of sandstone with interconnected joints under undrained conditions, Engineering Geology, 207, Pages 66-77

437


SURVEY RESISTIVITAS GEOLISTRIK UNTUK PENILAIAN KESTABILAN LERENG PERBUKITAN

Recommend Documents